用于確定行車風(fēng)速度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于基于流經(jīng)車輛(2)的冷卻裝置(24)的換熱器(28)的冷卻介質(zhì)(26)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)并且基于流經(jīng)所述換熱器(28)且由行車風(fēng)引起的空氣質(zhì)量流(44)來確定流向車輛(2)的行車風(fēng)的速度(10)的方法,所述方法包括:確定冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40);確定負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40)的空氣質(zhì)量流(44);并且基于負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40)的空氣質(zhì)量流(44)來確定流向所述車輛(2)的行車風(fēng)的速度(10)。
【專利說明】用于確定行車風(fēng)速度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種普通的車輛、特別是具有冷卻裝置的車輛。此外,本發(fā)明涉及一種用于確定行車風(fēng)速度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE10241228B4已知了一種用于冷卻內(nèi)燃機(jī)的冷卻裝置。在該冷卻裝置中在車輛行駛中承受的行車風(fēng)被引導(dǎo)通過由冷卻介質(zhì)流經(jīng)的換熱器,由此冷卻了冷卻介質(zhì)。該被冷卻的冷卻介質(zhì)隨后被引導(dǎo)經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)的氣缸體,以便冷卻該氣缸體。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]根據(jù)本發(fā)明描述了一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于流經(jīng)車輛的冷卻裝置的換熱器的冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流并且基于流經(jīng)所述換熱器且由行車風(fēng)引起的空氣質(zhì)量流來確定流向車輛的行車風(fēng)的速度的方法,以及根據(jù)并列權(quán)利要求所述的執(zhí)行所述方法的系統(tǒng)和具有所述系統(tǒng)的車輛。
[0004]優(yōu)選實(shí)施方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,用于基于流經(jīng)車輛的冷卻裝置的換熱器的冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流并且基于流經(jīng)所述換熱器且由行車風(fēng)引起的空氣質(zhì)量流來確定流向車輛的行車風(fēng)的速度的方法包括下述步驟:確定冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降;確定負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降的空氣質(zhì)量流;和基于負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降的空氣質(zhì)量流來確定圍繞所述車輛流動(dòng)的行車風(fēng)的速度。
[0006]所述方法以這樣的考慮為基礎(chǔ),即反作用于車輛的空氣阻力可以用作反作用于車輛前進(jìn)的行駛阻力之一,推斷出車輛前進(jìn),以便推導(dǎo)出由車輛前進(jìn)產(chǎn)生的燃料消耗。然而,本發(fā)明認(rèn)識(shí)到,由車輛速度和反作用于車輛的逆風(fēng)或者說迎面風(fēng)的速度得到的差等同于空氣阻力,然而該差必須被測量。
[0007]為了測量反作用于車輛的逆風(fēng)速度,本發(fā)明提出了,考慮將車輛的內(nèi)燃機(jī)的冷卻器的、通過行車風(fēng)冷卻的換熱器用作傳感器元件,因?yàn)橛赏ㄟ^行車風(fēng)對(duì)流經(jīng)換熱器的冷卻液體進(jìn)行的冷卻可以直接確定行車風(fēng)的速度。該行車風(fēng)速度直接是用于確定車輛燃料消耗而必需的差,該差由車輛速度和反作用于車輛的逆風(fēng)的速度來獲得。
[0008]因此,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于簡單的用于測量行車風(fēng)速度的方法,在使用這種方法的情況下可以更精確地實(shí)施用于確定燃料消耗的計(jì)算方法以及運(yùn)行策略。為了執(zhí)行所述方法,不需要新的傳感器元件,因?yàn)榭梢允褂密囕v中已經(jīng)存在的冷卻器作為傳感器元件。
[0009]在一種改進(jìn)方案中,前述方法包括下述步驟:當(dāng)確定了冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降時(shí),關(guān)斷用于抽吸在冷卻裝置中的空氣質(zhì)量流的抽吸裝置。該步驟基于這種考慮,抽吸裝置通過其抽吸作用使行車風(fēng)歪曲或者失真(verfaischen),因?yàn)槌槲b置使流經(jīng)換熱器的空氣加速。為了在確定行車風(fēng)速度時(shí)忽略該額外要考慮的加速,應(yīng)該在關(guān)斷抽吸裝置時(shí)執(zhí)行所述方法。[0010]在另一種改進(jìn)方案中,所述方法包括下述步驟:基于測試測量來確定在流向車輛的行車風(fēng)和負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降的空氣質(zhì)量流之間的函數(shù)關(guān)系。該步驟基于下述考慮,流向車輛的行車風(fēng)和負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降的空氣質(zhì)量流之間的函數(shù)關(guān)系遵循一物理定律,該物理定律可以通過測試測量相關(guān)。例如,該測試測量可以在風(fēng)道中執(zhí)行一次,以便因此將該函數(shù)關(guān)系存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并在確定行車風(fēng)速度時(shí)調(diào)用。
[0011]在一種特殊的改進(jìn)方案中,當(dāng)由行車風(fēng)的速度和車輛速度之間的差形成的環(huán)境風(fēng)速小于預(yù)定的閾值時(shí),執(zhí)行所述測試測量。該閾值可以特別優(yōu)選為零,由此表明,圍繞車輛的空氣的速度以及進(jìn)而圍繞車輛的風(fēng)速等于零。利用測試測量可以將基于流向車輛的行車風(fēng)的上述函數(shù)關(guān)系校整為車輛的速度,因?yàn)楹瘮?shù)關(guān)系直接通過車輛的速度和負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降的空氣質(zhì)量流的對(duì)比得到。
[0012]對(duì)于測試測量來說應(yīng)該確保,圍繞車輛的風(fēng)速實(shí)際上也為零。為此,可以考慮將利用所述方法確定的行車風(fēng)速度作為基礎(chǔ),只要該行車風(fēng)速度可視為可靠的,然而為此特別優(yōu)選可以考慮天氣數(shù)據(jù),例如可以由導(dǎo)航儀器讀取天氣數(shù)據(jù)。
[0013]基于為零的圍繞車輛的風(fēng)速的測試測量可以被考慮用于函數(shù)關(guān)系的初次校整,然而也用于對(duì)其進(jìn)行修正。
[0014]在一種附加的改進(jìn)方案中,所述方法包括下述步驟:基于圍繞車輛的風(fēng)的環(huán)境風(fēng)速來確定反作用于車輛的空氣阻力,該環(huán)境風(fēng)速由行車風(fēng)速度和車輛速度的差形成。
[0015]在一種優(yōu)選的改進(jìn)方案中,所述方法包括下述步驟:基于車輛當(dāng)前所處的地點(diǎn)將被確定的空氣阻力和/或圍繞車輛的風(fēng)的環(huán)境風(fēng)速記錄到道路地圖中。例如,該道路地圖可以存儲(chǔ)在中央存儲(chǔ)器中,多個(gè)車輛可訪問該中央存儲(chǔ)器。以這種方式可以通過借助于所述方法測得的空氣阻力和/或圍繞車輛的風(fēng)的環(huán)境風(fēng)速制成詳細(xì)的天氣圖,該天氣圖的空氣阻力數(shù)據(jù)可被其它車輛調(diào)用,所述其它車輛然后又可以基于該空氣阻力數(shù)據(jù)例如在路線規(guī)劃時(shí)進(jìn)行用于燃料消耗的計(jì)算。
[0016]在一種特別優(yōu)選的改進(jìn)方案中,所述方法包括下述步驟:基于過濾器使流向車輛的行車風(fēng)的速度平滑。該過濾器例如可以通過求平均值執(zhí)行所述平滑。通過所述平滑可以由局部計(jì)算出的空氣阻力來計(jì)算出短時(shí)且局部出現(xiàn)的風(fēng)暴,該暴風(fēng)會(huì)歪曲測量結(jié)果。
[0017]在一種備選的改進(jìn)方案中,所述方法包括下述步驟:當(dāng)所述車輛和在所述車輛之前行駛的車輛之間的距離低于預(yù)定的閾距離(SchweI Iabstand)時(shí),忽略(verwerf en )流向車輛的行車風(fēng)的速度。所述距離例如可以利用距離傳感器來檢測。當(dāng)在所述車輛之前極短的距離處存在另一個(gè)車輛時(shí),由于遮擋或者說減弱了(ausblenden)行車風(fēng),所以同樣可以不考慮不符合實(shí)際局部條件的空氣阻力。
[0018]根據(jù)另一個(gè)方面,設(shè)置了一種系統(tǒng)、特別是計(jì)算單元,用于基于流經(jīng)車輛的冷卻裝置的換熱器的冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流并且基于流經(jīng)所述換熱器且由行車風(fēng)引起的空氣質(zhì)量流來確定流向車輛的行車風(fēng)的速度,其中所述系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于:
-確定冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降;
-確定負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降的空氣質(zhì)量流;和-基于負(fù)責(zé)用于冷卻介質(zhì)質(zhì)量流的溫度下降的空氣質(zhì)量流來確定流向車輛的行車風(fēng)的速度。
[0019]在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中,所述系統(tǒng)具有存儲(chǔ)器和處理器。在此所述方法以計(jì)算機(jī)程序的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中,且所述處理器設(shè)置用于當(dāng)計(jì)算機(jī)程序從存儲(chǔ)器載入處理器中時(shí)執(zhí)行所述方法。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,車輛包括所述系統(tǒng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。其中示出了:
圖1示意性地示出了具有用于計(jì)算空氣阻力的系統(tǒng)的第一車輛,所述第一車輛在第二車輛之后行駛;和
圖2示意性地示出了圖1的系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]附圖中功能相同或近似的元件具有相同的附圖標(biāo)記且僅描述一次。
[0023]參考圖1,圖1示意性示出了具有用于計(jì)算空氣阻力的系統(tǒng)4的第一車輛2,該第一車輛在第二車輛6之后行駛。
[0024]第一車輛2以速度8在第二車輛6之后行駛,其中行車風(fēng)或者說迎面風(fēng)(Fahrtwind)以行車風(fēng)速度10流向第一車輛2。
[0025]除了系統(tǒng)4之外,第一車輛2還具有距離傳感器12,利用該距離傳感器可以確定第一車輛2和第二車輛6之間的距離14。此外,第一車輛2還包括用于檢測第一車輛2的速度8的速度傳感器16和用于無線傳輸數(shù)據(jù)的天線18。
[0026]圖2示意性示出了圖1的系統(tǒng)4。在該實(shí)施方案中,系統(tǒng)4明確地由多個(gè)單個(gè)單元構(gòu)成。然而其通常在程序計(jì)算方面在單個(gè)或多個(gè)微型控制器中實(shí)現(xiàn)。
[0027]系統(tǒng)4連接到第一溫度傳感器20和第二溫度傳感器22上,所述溫度傳感器分別檢測在冷卻器24中流動(dòng)的作為冷卻介質(zhì)的冷卻液體26的溫度。冷卻液體26在換熱器28中通過空氣進(jìn)行冷卻,所述空氣通過行車風(fēng)而運(yùn)動(dòng)且以本身已知的方式流經(jīng)第一車輛2的內(nèi)燃機(jī)30以用于其冷卻。用于對(duì)冷卻液體進(jìn)行冷卻的空氣流可以通過抽吸裝置32而增多,該抽吸裝置通過電動(dòng)機(jī)33來驅(qū)動(dòng)。
[0028]第一溫度傳感器20布置在換熱器28輸入側(cè)并且從而檢測到換熱器28中的冷卻液體26的輸入側(cè)的溫度34,而第二溫度傳感器22布置在換熱器28輸出側(cè)并且從而檢測來自換熱器28的冷卻液體26的輸出側(cè)的溫度36。
[0029]此外,在冷卻器24中還布置了流量率傳感器35,該流量率傳感器在確定的時(shí)間單位內(nèi)確定了冷卻介質(zhì)26流經(jīng)流量率傳感器35的質(zhì)量,并且從而確定了冷卻液體26的質(zhì)量流37。替代地,冷卻液體26的質(zhì)量流37也可以根據(jù)特征曲線來確定,該特征曲線使冷卻液體26的質(zhì)量流37與運(yùn)送冷卻液體26的冷卻介質(zhì)泵的功率消耗加以對(duì)比。為此則可以測量冷卻介質(zhì)泵的功率消耗。
[0030]由輸入側(cè)的溫度34和輸出側(cè)的溫度36在求差裝置38中確定了溫度差40。在確定溫度差40期間,求差裝置38可以利用開關(guān)信號(hào)42關(guān)斷電動(dòng)機(jī)33并且進(jìn)而抽吸裝置32。
[0031]如上所述,由于行車風(fēng)10而運(yùn)動(dòng)的空氣流經(jīng)換熱器28,該空氣冷卻了冷卻液體26并且從而負(fù)責(zé)用于冷卻液體26中的溫度差40。由空氣引起的冷卻液體26的冷卻過程以及與此相關(guān)的空氣的升溫遵循一物理定律,該物理定律取決于流入的空氣和冷卻液體彼此以何種角度運(yùn)動(dòng)。用于確定該物理定律的基礎(chǔ)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的,所以在此不需要詳細(xì)描述。
[0032]基于之前所述的物理定律一流入的空氣如何冷卻所述冷卻液體26,與冷卻液體26的由流量率傳感器35提供的質(zhì)量流37相關(guān)地可以在質(zhì)量流計(jì)算裝置42中計(jì)算空氣的質(zhì)量流44,所述空氣負(fù)責(zé)用于對(duì)冷卻液體26進(jìn)行冷卻。
[0033]如果已知了空氣的質(zhì)量流44,則基于已知的空氣密度和已知的換熱器28的幾何尺寸可以在速度計(jì)算裝置46中計(jì)算出流入的空氣的速度并進(jìn)而計(jì)算出行車風(fēng)速度10。
[0034]質(zhì)量流計(jì)算裝置42中以及速度計(jì)算裝置46中的物理定律分別通過函數(shù)關(guān)系描述。在不將空氣的質(zhì)量流44計(jì)算作為中間結(jié)果的情況下,兩個(gè)計(jì)算裝置42、46還可以一起在唯一一個(gè)計(jì)算裝置中實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)在計(jì)算裝置42、46中的函數(shù)關(guān)系例如可以通過編程裝置48確定或者修正或校整。
[0035]為了進(jìn)行校整,編程裝置48需要可假設(shè)為已知的信號(hào),由該信號(hào)可以確定待確定的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)在第一車輛2的周圍環(huán)境中環(huán)境風(fēng)速50等于零時(shí),示例性可假設(shè)為已知的信號(hào)可以是行車風(fēng)速度10。則行車風(fēng)速度10在數(shù)量上等于第一車輛2的速度8。
[0036]為了確定環(huán)境風(fēng)速50,利用速度傳感器16測量第一車輛2的速度8,并傳輸給另一個(gè)求差裝置52。在另一個(gè)求差裝置52中由車輛速度8和行車風(fēng)速度10的矢量相加或者它們的量差(Betragsdifferenz)來確定環(huán)境風(fēng)速50。
[0037]編程裝置48接收環(huán)境風(fēng)速50,并且根據(jù)車輛速度8確定了,環(huán)境風(fēng)速50是否等于零。如果是這種情況,則編程裝置基于溫度差40和行車風(fēng)速度10確定了上述函數(shù)關(guān)系并基于該函數(shù)關(guān)系對(duì)兩個(gè)計(jì)算裝置42、46進(jìn)行編程,因?yàn)樵谶@種情況下行車風(fēng)速度10精確地相應(yīng)于已知的車輛速度8。
[0038]在空氣阻力計(jì)算單元54中可以基于計(jì)算出的環(huán)境風(fēng)速50和行車風(fēng)速度10來計(jì)算空氣阻力56,第二車輛隨著其車輛前進(jìn)必須克服該空氣阻力。例如,該空氣阻力56可以在過濾器58中通過時(shí)間上求平均值而被平滑(gluten)并傳輸給傳輸裝置60和/或燃料消耗計(jì)算裝置62。
[0039]如果第一車輛2與第二車輛6的距離14太小,且行車風(fēng)速度10被第二車輛6過強(qiáng)地影響,空氣阻力56傳輸至傳輸裝置60優(yōu)選由開關(guān)64通過距離傳感器12禁止。
[0040]傳輸裝置60將空氣阻力56與第一車輛2的當(dāng)前位置聯(lián)系起來,并將空氣阻力/位置對(duì)66通過天線18傳輸至服務(wù)器68,該服務(wù)器將空氣阻力/位置對(duì)66存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫70中并在需要時(shí)提供給其它車輛以用于路線規(guī)劃。通過這種方式可以形成導(dǎo)航地圖,由該導(dǎo)航地圖可清楚得知局部的空氣阻力條件且由該導(dǎo)航地圖可計(jì)算出期望的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間的燃料消耗最小的路線。
[0041]為了計(jì)算當(dāng)前的燃料消耗并且為了確定第一車輛中當(dāng)前的油箱填充的可能的有效范圍72,在燃料消耗計(jì)算裝置62中可以考慮空氣阻力。該計(jì)算可以與第二車輛6至第一車輛2的距離14無關(guān),因?yàn)橥ㄟ^被第二車輛6影響的行車風(fēng)也影響了第一車輛2的燃料消耗。
[0042]例如可以在車輛2中的顯示設(shè)備74上顯示油箱填充的計(jì)算出的可能的有效范圍72以通知駕駛員。
【權(quán)利要求】
1.一種用于基于流經(jīng)車輛(2)的冷卻裝置(24)的換熱器(28)的冷卻介質(zhì)(26)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)并且基于流經(jīng)所述換熱器(28)且由行車風(fēng)引起的空氣質(zhì)量流(44)來確定流向所述車輛(2)的行車風(fēng)的速度(10)的方法,所述方法包括: -確定所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40); -確定負(fù)責(zé)用于所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40)的所述空氣質(zhì)量流(44);和 -基于負(fù)責(zé)用于所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40)的所述空氣質(zhì)量流(44)來確定流向所述車輛(2)的行車風(fēng)的速度(10)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法,包括: -當(dāng)確定了所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(44)的溫度下降(40)時(shí),關(guān)斷用于抽吸在所述冷卻裝置(24)中的所述空氣質(zhì)量流(44)的抽吸裝置(32)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法,包括: -基于測試測量來確定在流向所述車輛(2)的行車風(fēng)的速度(10)和負(fù)責(zé)用于所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40)的所述空氣質(zhì)量流(44)之間的函數(shù)關(guān)系。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法,其中當(dāng)環(huán)境風(fēng)速(50)小于預(yù)定的閾值時(shí),執(zhí)行所述測試測量,所述環(huán)境風(fēng)速由所述行車風(fēng)的速度(10)和所述車輛(2)的速度(8)之間的差形成。
5.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,包括: -基于圍繞所述車輛(2)的風(fēng)的環(huán)境風(fēng)速(50)來確定反作用于所述車輛(2)的空氣阻力(56),所述環(huán)境風(fēng)速由所述 行車風(fēng)的速度(10)和所述車輛(2)的速度(8)之間的差形成。
6.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,包括: -基于所述車輛(2)當(dāng)前所處的地點(diǎn)將所述被確定的空氣阻力(56)和/或圍繞所述車輛(2)的風(fēng)的環(huán)境風(fēng)速(50)記錄到數(shù)據(jù)庫(70)中。
7.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,包括: -基于過濾器(58)而使流向所述車輛(2)的行車風(fēng)的速度(10)和/或所述空氣阻力(56)平滑。
8.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,包括: -當(dāng)所述車輛(2)和在所述車輛(2)之前行駛的車輛(6)之間的距離(14)低于預(yù)定的閾距離時(shí),忽略流向所述車輛(2 )的行車風(fēng)的速度(10 )。
9.一種系統(tǒng)(4)、特別是計(jì)算單元,用于基于流經(jīng)車輛(2)的冷卻裝置(24)的換熱器(28)的冷卻介質(zhì)(26)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)并且基于流經(jīng)所述換熱器(28)且由行車風(fēng)引起的空氣質(zhì)量流(44 )來確定流向所述車輛(2 )的行車風(fēng)的速度(10 ),其中所述系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于: -確定所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40); -確定負(fù)責(zé)用于所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40)的所述空氣質(zhì)量流(44);和 -基于負(fù)責(zé)用于所述冷卻介質(zhì)質(zhì)量流(37)的溫度下降(40)的所述空氣質(zhì)量流(44)來確定流向所述車輛(2)的行車風(fēng)的速度(10)。
10.一種包括按照權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(4)的車輛(2)。
11.具有程序編碼器的計(jì)算機(jī)程序,用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)或按照權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行按照上述權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
12.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品,所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括程序編碼,所述程序編碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)載體上,并且當(dāng)在數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行所述程序編碼時(shí),所述程序編碼執(zhí)行按照上述權(quán)利 要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】G01P5/10GK103454445SQ201310206364
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】J.海澤, U.舒爾茨, A.瓦格納 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司